KR102037984B1 - 다기능 광학 검사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다기능 광학 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시료에서 반사되는 빛을 감지하여 시료의 상태를 검사하는 광학 검사장치에서 자외선과 적외선뿐만 아니라 가시광선까지 광원으로 사용할 수 있고, 각각의 광원을 서로 조합하여 사용할 수 있어, 하나의 검사 장치를 통하여 다양한 시료를 검사할 수 있는 다기능 광학 검사장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시료가 안착되는 지지대와, 상기 시료에 조사되는 빛을 생성하는 복합 광원 발생기와, 상기 복합 광원 발생기에서 생성된 빛을 상기 시료로 조사하기 위한 제1광분할기와, 상기 시료에서 반사된 빛을 촬영하는 촬상소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시료가 안착되는 지지대와, 상기 시료에 조사되는 빛을 생성하는 복합 광원 발생기와, 상기 복합 광원 발생기에서 생성된 빛을 상기 시료로 조사하기 위한 제1광분할기와, 상기 시료에서 반사된 빛을 촬영하는 촬상소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 다기능 광학 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시료에서 반사되는 빛을 감지하여 시료의 상태를 검사하는 광학 검사장치에서 자외선과 적외선뿐만 아니라 가시광선까지 광원으로 사용할 수 있고, 각각의 광원을 서로 조합하여 사용할 수 있어, 하나의 검사 장치를 통하여 다양한 시료를 검사할 수 있는 다기능 광학 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 광학 검사장치는 대표적으로 현미경이 있는데, 이 중에서도 특수한 목적으로 사용되는 터치스크린 패널의 ITO 패턴을 검사하기 위한 현미경이 있다.
이러한 터치스크린은 투명전극을 이용하여 손이나 펜을 이용한 터치 입력을 감지한다. 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전성 산화물 필름에 금속막을 배선하여 형성하게 되며, 투명전극이 형성된 후에는 형성된 투명전극 패턴이 설계된 패턴대로 잘 형성되었는지를 검사하는 것이 요구된다.
그런데, 근래 들어 ITO 패턴의 두께가 점차 감소되고 있는 추세로서 최근에는 약 10 nm 두께의 ITO 패턴이 형성되고 있는데, 종래의 현미경이나 비전 검사장비로는 이러한 매우 얇고 투명한 ITO 패턴을 검사할 수 없는 문제점이 있다.
즉, ITO 패턴의 굴절율이 하부기층의 굴절율과 비슷한 값을 가지도록 Index Matching이 정교하게 이루어지며 ITO 패턴의 두께가 얇아질수록 하부의 유리기판과 ITO 패턴이 있는 유리기층의 유효굴절율이 유사하게 되므로 일반적인 현미경이나 비전 검사장비에서는 ITO 패턴의 형상을 거의 알아볼 수 없게 되는 것이다.
그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-1479970호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 터치스크린 패널의 ITO 패턴 검사용 현미경에 있어서, 200 ~ 450 nm 대역의 광원을 투광성 기판 상에 ITO 패턴이 형성된 시료에 조사하는 광원(10)과; 상기 시료(50)로부터 반사되는 빛을 촬상하는 촬상소자(70)와; 상기 촬상소자(70)의 출력신호에 기초하여 상기 ITO 패턴 형상을 포함하는 영상 데이터를 생성하는 영상처리모듈과; 상기 광원(10)을 상기 시료 상에 조사하고, 상기 시료에서 반사되는 빛을 상기 촬상 소자로 전달하는 광학계를 포함하되, 상기 광원의 파장대역은 상기 투광성 기판과 ITO 패턴 간의 굴절률의 차이 및 소광계수를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
그런데, 한국등록특허 제10-1479970호에 기재된 기술은 터치스크린을 구성하는 ITO 패턴을 용이하게 검사하도록 하는 장점은 있으나, 자외선 영역의 광선만을 사용하여 검사 대상의 폭은 좁아질 수밖에 없어, 적외선이나 가시광선 영역이 필요한 대상물에 대해서는 사용할 수 없기 때문에 별도의 검사장치를 구비하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지지대에 위치하는 시료에서 반사되는 빛을 수신하여 촬영하여 시료의 상태를 검사하게 되는데, 빛을 생성하는 복합 광원 발생기는 자외선, 적외선 그리고 가시광선을 생성할 수 있고, 각각의 빛을 조합할 수도 있어 시료에 따라 적절한 광원을 생성하도록 함으로써, 하나의 검사장치를 사용하여 다양한 시료를 검사할 수 있는 다기능 광학 검사장치를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
시료가 안착되는 지지대와, 상기 시료에 조사되는 빛을 생성하는 복합 광원 발생기와, 상기 복합 광원 발생기에서 생성된 빛을 상기 시료로 조사하기 위한 제1광분할기와, 상기 시료에서 반사된 빛을 촬영하는 촬상소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복합 광원 발생기는 가시광선을 생성하는 제1광원과, 자외선을 생성하는 제2광원과, 적외선을 생성하는 제3광원을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 복합 광원 발생기는 일단에 위치하여 상기 제1,2,3광원에서 발생한 빛을 모아주는 컬렉터 렌즈와, 상기 제2광원에서 생성된 자외선을 컬렉터 렌즈로 조사하기 위한 제2광분할기와, 제3광원에서 생성된 적외선을 컬렉터 렌즈로 조사하기 위한 제3광분할기가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제2광원과 제2광분할기 사이에는 자외선의 파장을 선택하는 제2스캐닝부가 구비되고, 상기 제3광원과 제3광분할기 사이에는 적외선의 파장을 선택하는 제3스캐닝부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1,2,3광분할기는 하프미러로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제2스캐닝부와 제3스캐닝부는 제2광원 및 제3광원에서 조사되는 광원의 대역폭을 10nm으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제1광분할기와 촬상소자 사이에는 시료에서 반사된 반사광의 파장을 선택하는 제1스캐닝부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 지지대에 위치하는 시료에서 반사되는 빛을 수신하여 촬영하여 시료의 상태를 검사하게 되는데, 빛을 생성하는 복합 광원 발생기는 자외선, 적외선 그리고 가시광선을 생성할 수 있고, 각각의 빛을 조합할 수도 있어 시료에 따라 적절한 광원을 생성하도록 함으로써, 하나의 검사장치를 사용하여 다양한 시료를 검사할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 ITO 패턴 검사용 현미경의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다용도 광학 검사장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다용도 광학 검사장치에서 빛의 이동을 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다용도 광학 검사장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다용도 광학 검사장치에서 빛의 이동을 보여주는 개념도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 다용도 광학 검사장치의 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 다용도 광학 검사장치에서 빛의 이동을 보여주는 개념도이다.
본 발명은 다기능 광학 검사장치에 관한 것으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 그 구성은 검사 대상물인 시료(175)가 안착되는 지지대(170)와 상기 시료(175)에 조사되는 빛을 생성하는 복합 광원 발생기(200)와 상기 복합 광원 발생기(200)에서 생성된 빛을 상기 시료(175)로 조사하기 위한 제1광분할기(150)와 상기 시료(175)에서 반사된 빛을 촬영하는 촬상소자(110)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제1광분할기(150)는 측방에 위치하는 복합 광원 발생기(200)에서 생성된 빛을 90° 반사시켜 하부에 위치하는 시료(175)로 조사하게 되는데, 상기 제1광분할기(150)와 시료(175)가 안착되는 지지대(170) 사이에는 대물렌즈(160)가 구비된다.
이때, 상기 대물렌즈(160)는 파장 300nm ~ 1100nm 사이의 빛에 대한 투과율이 90% 이상인 Quartz를 사용하여 제조되어, 상기 제1광분할기(150)를 통하여 시료(175)로 조사되는 빛의 초점을 맞추고, 나아가 상기 시료(175)로부터 반사되는 빛을 모아 상기 촬상소자(110)로 전달하게 된다.
그리고, 상기 제1광분할기(150)는 하프미러로 이루어져, 상기 복합 광원 발생기(200)에서 생성된 빛을 시료(175)로 반사시킬 뿐만 아니라, 상기 시료(175)에서 반사된 빛을 투과시켜 촬상소자(110)로 전달하게 된다.
여기서, 상기 촬상소자(110)와 제1광분할기(150) 사이에는 튜브 렌즈(Tube Lens, 140)가 더 구비되는데, 상기 튜브 렌즈(140)는 하프미러로 이루어지는 제1광분할기(150)를 투과한 시료(175)의 반사광이 손실되는 것을 최소화하여 촬상소자(110)로 전달하여 보다 선명한 이미지를 촬영할 수 있게 한다.
한편, 상기 복합 광원 발생기(200)는 가시광선을 생성하는 제1광원(210)과 자외선을 생성하는 제2광원(220)과 적외선을 생성하는 제3광원(230)이 구비되어, 시료(175)의 특성에 따라 적절한 광원을 선택하여 사용하게 된다.
즉, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 ITO 패턴을 검사하기 위해서는 ITO 패턴의 특성에 따라 파장이 짧은 자외선 영역을 사용하게 되는데, 이러한 종래의 광학 검사장치는 한가지 영역의 파장만을 사용할 수 있어 가시광선 영역이나 적외선 영역이 필요한 시료의 경우에는 별도의 검사 장치를 구비하여야 확인할 수 있는 문제점이 있다.
그런데, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 복합 광원 발생기(200)에는 가시광선, 자외선, 적외선 모두를 제공할 수 있어, 하나의 광학 검사장치를 사용하여 다양한 시료(175)의 특성에 따라 적절한 광원을 선택하여 검사를 진행할 수 있게 된다.
여기서, 상기 복합 광원 발생기(200)는 일단부에 상기 제1,2,3광원(210,220,230)에서 발생한 빛을 모아주는 컬렉터 렌즈(240)가 구비되는데, 상기 제1광원(210)은 상기 컬렉터 렌즈(240)와 직선상에 위치하고, 상기 제2,3광원(220,230)은 수직 방향에 위치하게 된다.
따라서, 상기 제1광원(210)과 컬렉터 렌즈(240) 사이에는 상기 제2광원(220)에서 생성된 자외선을 컬렉터 렌즈(240)로 조사하기 위한 제2광분할기(224)와 상기 제3광원(230)에서 생성된 적외선을 컬렉터 렌즈(240)로 조사하기 위한 제3광분할기(234)가 구비된다.
이때, 상기 제2,3광분할기(224,234) 역시 제1광분할기(150)와 같이 하프미러로 이루어져, 제2광원(220)과 제3광원(230)의 자외선과 적외선을 컬렉터 렌즈(240)로 반사시킬 뿐만 아니라, 제1광원(210)에서 생성된 가시광선은 컬렉터 렌즈(240) 방향으로 투과시키게 되어, 3가지 영역의 빛을 모두 제공할 수 있게 된다.
물론, 시료(175)의 특성 및 검사 방법에 따라 자외선, 적외선, 가시광선 각각을 제공할 수도 있지만, 두개 이상의 빛을 조합하여 사용할 수도 있다.
그리고, 상기 제2광원(220)과 제2광분할기(224) 사이에는 자외선의 파장을 선택하는 제2스캐닝부(222)가 구비되고, 상기 제3광원(230)과 제3광분할기(234) 사이에는 적외선의 파장을 선택하는 제3스캐닝부(232)가 구비되는데, 상기 제2스캐닝부(222)는 제2광분할기(224)에서 생성된 자외선 중에서 특정한 파장을 선택하게 되고, 상기 제3스캐닝부(232)는 제3광원(230)에서 생성된 적외선 중에서 특정한 파장을 선택하게 된다.
여기서, 상기 제2스캐닝부(222)와 제3스캐닝부(232)는 제2광원(220) 및 제3광원(230)에서 조사되는 광원의 대역폭을 10nm으로 형성하게 된다.
즉, 선택된 광원에서 파장의 대역폭이 보다 넓어지게 되면, ITO 패턴과 같은 경우에는 유리 등의 기판과 ITO 패턴의 구별이 명확하지 않게 되어 정확한 판단을 할 수 없게 되며, 다른 경우의 시료에서도 이와 유사한 현상이 발생하여 정확한 이미지를 얻기가 어려워진다.
따라서, 선택된 광원의 파장이 대역폭이 10nm보다 넓어지지 않도록 하여 선명한 이미지를 얻을 수 있게 한다.
그리고, 상기 제1광분할기(150)와 촬상소자(110) 사이에는 제1스캐닝부(130)가 구비되는데, 상기 제1스캐닝부(130)는 상기 시료(175)에서 반사된 반사광의 파장을 선택하게 된다.
그래서, 검사의 용도에 맞게 필요한 파장 이외의 빛이 촬상소자(110)에 전달되지 않도록 하여 보다 선명한 이미지를 얻을 수 있게 한다.
한편, 상기 복합 광원 발생기(200)와 제1광분할기(150) 사이에는 제1집광렌즈(155)가 구비되고, 상기 제1스캐닝부(130)와 촬상소자(110) 사이에는 제2집광렌즈(120)가 구비된다.
여기서, 상기 제1집광렌즈(155)는 좌우로 구동하면서 복합 광원 발생기(200)에서 생성된 빛을 모아주게 되며, 상기 제2집광렌즈(120)는 상하로 구동하여 초점의 평행광을 집접하여 촬상면을 형성하고 촬상소자(110)에 이미지를 표시하게 한다.
그리고, 도면에 도시되지는 않았지만 제어부가 구비되는데, 상기 제어부는 복합 광원 발생기(200), 촬상소자(110), 제1스캐닝부(130)와 제1,2집광렌즈(155, 120)를 각각 제어하여, 생성되는 광원의 출력 및 파장을 세밀하게 조절할 뿐만 아니라, 상기 촬상소자(110)와 복합 광원 발생기(200)를 동기화시키게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 다기능 광학 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시료에서 반사되는 빛을 감지하여 시료의 상태를 검사하는 광학 검사장치에서 자외선과 적외선뿐만 아니라 가시광선까지 광원으로 사용할 수 있고, 각각의 광원을 서로 조합하여 사용할 수 있어, 하나의 검사 장치를 통하여 다양한 시료를 검사할 수 있는 다기능 광학 검사장치에 관한 것이다.
110 : 촬상소자 120 : 제2집광렌즈
130 : 제1스캐닝부 140 : 튜브렌즈
150 : 제1광분할기 155 : 제1집광렌즈
160 : 대물렌즈 170 : 지지대
175 : 시료 200 : 복합 광원 발생기
210 : 제1광원 220 : 제2광원
230 : 제3광원 240 : 컬렉터 렌즈
130 : 제1스캐닝부 140 : 튜브렌즈
150 : 제1광분할기 155 : 제1집광렌즈
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175 : 시료 200 : 복합 광원 발생기
210 : 제1광원 220 : 제2광원
230 : 제3광원 240 : 컬렉터 렌즈
Claims (7)
- 시료가 안착되는 지지대와,
상기 시료에 조사되는 빛을 생성하는 복합 광원 발생기와,
상기 복합 광원 발생기에서 생성된 빛을 상기 시료로 조사하기 위한 제1광분할기와,
상기 시료에서 반사된 빛을 촬영하는 촬상소자를 포함하여 이루어지고,
상기 복합 광원 발생기는 가시광선을 생성하는 제1광원과, 자외선을 생성하는 제2광원과, 적외선을 생성하는 제3광원을 포함하여 이루어지며,
상기 복합 광원 발생기는 일단에 위치하여 상기 제1,2,3광원에서 발생한 빛을 모아주는 컬렉터 렌즈와, 상기 제2광원에서 생성된 자외선을 컬렉터 렌즈로 조사하기 위한 제2광분할기와, 제3광원에서 생성된 적외선을 컬렉터 렌즈로 조사하기 위한 제3광분할기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다기능 광학 검사장치.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2광원과 제2광분할기 사이에는 자외선의 파장을 선택하는 제2스캐닝부가 구비되고,
상기 제3광원과 제3광분할기 사이에는 적외선의 파장을 선택하는 제3스캐닝부가 구비되는 것을 특징으로 하는 다기능 광학 검사장치.
- 제4항에 있어서,
상기 제1,2,3광분할기는 하프미러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 광학 검사장치.
- 제4항에 있어서,
상기 제2스캐닝부와 제3스캐닝부는 제2광원 및 제3광원에서 조사되는 광원의 대역폭을 10nm으로 형성하는 것을 특징으로 하는 다기능 광학 검사장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1광분할기와 촬상소자 사이에는 시료에서 반사된 반사광의 파장을 선택하는 제1스캐닝부가 구비되는 것을 특징으로 하는 다기능 광학 검사장치.
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| KR20190059411A (ko) | 2019-05-31 |
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